綠色低碳已成為我國經(jīng)濟發(fā)展的重要方向，為實現(xiàn)2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標(biāo)，節(jié)能減排的理念已深入很多行業(yè)。在電力行業(yè)，以風(fēng)電、水電、光伏發(fā)電來代替火電已成為趨勢。變壓器作為電力工業(yè)的重要設(shè)備，在發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和電能消耗等各個環(huán)節(jié)都起著重要的作用。
地處濟南的山東電力設(shè)備有限公司，深耕變壓器領(lǐng)域60多年，已身居全球領(lǐng)先、全國排頭。憑借對智能制造的深耕，該公司在電力損耗等關(guān)鍵技術(shù)方面領(lǐng)跑行業(yè)，今年迎來爆發(fā)式發(fā)展，新簽訂單金額已超67億元，再創(chuàng)新高。
新簽訂單67億，有望達國內(nèi)第一
近日，新黃河記者走進山東電力設(shè)備公司試驗檢測分中心時，工作人員剛剛結(jié)束一臺高達十多米的白色柔性直流變壓器的人工雷電測試，意在檢測變壓器對避雷器殘壓的絕緣承受能力。試驗室外，并排擺放著數(shù)臺同樣型號的變壓器。相鄰的車間內(nèi)，工人們正忙于生產(chǎn)該批次的變壓器。
再過不久，13臺變壓器將陸續(xù)發(fā)往南方電網(wǎng)，為其在廣東東莞的項目提供支撐服務(wù)。
這些產(chǎn)品均為特高壓設(shè)備。而在10年前，山東電力設(shè)備公司特高壓產(chǎn)品剛剛從無到有，1000千伏升壓變壓器首次一次性通過全部型式試驗。從那時起，該公司成為世界第三家研發(fā)、第二家成功研制升壓變壓器的企業(yè)，并創(chuàng)造了世界特高壓變壓器研制領(lǐng)域同型號產(chǎn)品研發(fā)時間最短、性能參數(shù)最優(yōu)、“零局放”產(chǎn)出的記錄。
經(jīng)過10年的不懈努力，山東電力設(shè)備公司從“跟跑者”逐漸變身“領(lǐng)跑者”，掌握了特高壓產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)了產(chǎn)品制造能力的飛躍，特高壓變壓器成為該公司的拳頭產(chǎn)品，在國內(nèi)市場占有率已達30%。
從今年訂單情況看，山東電力設(shè)備公司再創(chuàng)新高。該公司總工程師劉永告訴新黃河記者，今年新簽訂單已突破67億元，有望達國內(nèi)第一，有的產(chǎn)品交貨期已到了明年。上半年，從整個行業(yè)變壓器容量看，該公司做了5000萬千伏安，已是國內(nèi)第一。
相比去年，今年，山東電力設(shè)備公司訂單額增長幅度超過10%。談及訂單增長，劉永表示，在雙碳政策驅(qū)動下，國家減少東部沿海地區(qū)的火力發(fā)電項目，而用電負(fù)荷仍在持續(xù)增加，這需要將西北或西南的新能源產(chǎn)生的電力送到東部，就需要特高壓直流工程，在這種情況下，特高壓線路工程就批得多些。特高壓的最大好處是損耗低，把電壓提高以后，輸送同樣電能的損耗將呈指數(shù)級下降。
關(guān)鍵部件要照X光，一個項目可減少碳排放200億
持續(xù)增長的訂單，除了得益于良好的市場環(huán)境，與山東電力設(shè)備公司過硬的技術(shù)水平也密不可分。
今年，僅廣東東莞項目，山東電力設(shè)備公司就將為南方電網(wǎng)供應(yīng)13臺特高壓變壓器。而多年前，南方電網(wǎng)所采購的設(shè)備多來自ABB、西門子等企業(yè)的進口設(shè)備。得益于產(chǎn)品質(zhì)量的高可靠性，山東電力設(shè)備公司成功贏得南方電網(wǎng)的認(rèn)可，最近幾年，該公司在南方電網(wǎng)招標(biāo)市場占有率已高達20%，產(chǎn)品份額在國內(nèi)位居第一。
以南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)直流背靠背東莞工程為例，該項目是目前世界上容量最大的柔性直流工程，山東電力設(shè)備公司為該項目供應(yīng)的特高壓變壓器可謂超低損耗、超高能效。
劉永表示，圍繞雙碳能效提升，他們不斷提升變壓器各項指標(biāo)，據(jù)計算，通過使用該公司變壓器，可使該項目全生命周期內(nèi)減少碳排放近200億元，變壓器的損耗降低換來的二氧化碳的減排效果將非常明顯?！熬碗娏p耗而言，在這個項目上，我們的設(shè)備降損率是行業(yè)內(nèi)最低的。” 劉永說，當(dāng)時其他幾家變壓器廠商覺得不可思議，為此南方電網(wǎng)公司還專門找了第三方檢測機構(gòu)前來抽檢了兩臺，實踐證明的確是減損效果最好的。
為何能創(chuàng)造超低的減損成效？劉永告訴新黃河記者，他們在產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用了很多降低損耗的結(jié)構(gòu)和措施。該公司的特高壓設(shè)備從技術(shù)源頭—設(shè)計環(huán)節(jié)就采用仿真驗證，這些年僅在仿真軟件方面該公司就投入近1500萬元，通過軟件建模進行計算仿真，不僅節(jié)省產(chǎn)品生產(chǎn)周期、降低成本，也使生產(chǎn)工藝流程最優(yōu)化。
“仿真就是從源頭上保證結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性，包括各種參數(shù)指標(biāo)，最關(guān)鍵的就是電氣性能。我們所有特高壓變壓器的電場強度，都經(jīng)過了反復(fù)計算核算。仿真能力可以說在國際上走到前面，這也是我們唯一性的核心標(biāo)志?！眲⒂勒f。
除了內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計，在原材料方面，該公司特高壓設(shè)備所采用的硅鋼片優(yōu)中選優(yōu)，采用的是單位損耗最低的優(yōu)質(zhì)材質(zhì)。在變壓器所用原材料的檢驗方面，生產(chǎn)要求非常嚴(yán)苛，尤其是絕緣電容板，每一張原材料他們都用放大鏡檢測，關(guān)鍵的零部件每個都照X光，以檢查是否有金屬顆粒。
超低的降損成效也離不開生產(chǎn)過程中嚴(yán)格的質(zhì)量工藝管控。比如，該公司生產(chǎn)中格外重視凈化，特高壓變壓器生產(chǎn)過程中，該公司會持續(xù)使用吸塵器，防止一些絕緣粉末、金屬粉末或灰塵附著在設(shè)備上，通常還會用強磁力棒，最核心的關(guān)鍵部件則是在外科手術(shù)級的凈化室內(nèi)生產(chǎn)組裝。
諸多細(xì)節(jié)和工藝上的嚴(yán)苛和精益求精鍛造了產(chǎn)品的可靠性，確保了諸多試驗的成功率。據(jù)介紹，近5年來，山東電力設(shè)備公司在換流電方面的設(shè)備合格率和成功率依然領(lǐng)跑行業(yè)，最高紀(jì)錄是連續(xù)28臺變壓器實驗均一次成功。
截至今年9月底，該公司累計試驗成品452臺，一次試驗合格450臺，一次試驗合格率達99.56%。
優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品不斷打開更多市場，山東電力設(shè)備公司的產(chǎn)品不僅在國內(nèi)占據(jù)30%市場份額，也出口到美洲、歐洲、非洲、東南亞等40多個國家和地區(qū)。
智能制造助推生產(chǎn)提質(zhì)增效，加速企業(yè)發(fā)展
雖然今年訂單額創(chuàng)歷史新高，對山東電力設(shè)備公司而言，完全可以滿足生產(chǎn)。“這還沒到我們最大的生產(chǎn)能力?！眲⒂勒f。
這樣強大的生產(chǎn)能力，除了工人的努力，也與生產(chǎn)高度智能化和自動化密不可分。
在車間探訪時，新黃河記者發(fā)現(xiàn)，變壓器生產(chǎn)環(huán)節(jié)智能化、自動化程度較高。在鐵心剪配中心，一套鐵心裁剪線全自動化運行，工人只需操作電腦程序，將裁剪好的硅鋼片放置好即可。在裁剪線旁邊，高高的立體庫可執(zhí)行程序指令自動取料上料。
而在多年前，傳統(tǒng)的硅鋼片尺寸測量是由操作人員使用盒尺進行逐點測量及校核，全過程約3-7分鐘，測量誤差較大。通過智能化改造，山東電力設(shè)備公司采用硅鋼片全自動化智能剪切生產(chǎn)線，具備硅鋼片尺寸測量、取料及裁剪全過程自動化功能，測量時間控制在2分鐘以內(nèi)，效率提高約70%。
這只是山東電力設(shè)備公司智能制造助力生產(chǎn)的縮影。
山東電力設(shè)備有限公司副總經(jīng)濟師宗春江告訴新黃河記者，如何提高變壓器的設(shè)計、制造水平，是擺在所有變壓器制造廠家面前的一個難題。制造車間智能化已為制造企業(yè)廣泛認(rèn)同，為應(yīng)對更加激烈的市場競爭，必須以高效的內(nèi)部運作和敏捷的制造響應(yīng)能力去應(yīng)對市場。
采訪中，新黃河記者了解到，近年來，該公司堅持自主創(chuàng)新、借腦引智的“雙輪驅(qū)動”，持續(xù)提高生產(chǎn)智能化水平。經(jīng)過智能改造，企業(yè)形成了硅鋼片全自動化智能剪切、磁屏蔽全自動粘接、引線絕緣自動包扎、器身落箱測量等20余款智能裝備，逐步實現(xiàn)部分生產(chǎn)作業(yè)“以機代人”，極大提高了生產(chǎn)效率、質(zhì)量和精度，傳統(tǒng)裝備生產(chǎn)線40%以上實現(xiàn)人工智能化應(yīng)用。
這些智能化改造也大大降低了生產(chǎn)成本。比如，經(jīng)過1年多的反復(fù)研究和試驗，該公司成功研制的線圈油道墊條全自動粘接設(shè)備，集成為全自動化的粘接作業(yè)模式，而傳統(tǒng)方式通常5—8條生產(chǎn)線才能滿足生產(chǎn)需求，企業(yè)以前主要為外購成品，每年采購成本150余萬元。隨著新設(shè)備研發(fā)成功，生產(chǎn)效率提高200%，實現(xiàn)油道墊條外購改自制生產(chǎn)，每年可節(jié)約成本100萬以上，達到了國內(nèi)首創(chuàng)、國際領(lǐng)先的水平。
勇攀行業(yè)高峰，加速奔向國際一流企業(yè)
目前，山東電力設(shè)備公司仍在持續(xù)不斷加強科技創(chuàng)新與研發(fā)，今年他們正在攻關(guān)鐵心自動打疊設(shè)備。
宗春江介紹，變壓器的鐵芯大概有170多噸重，目前變壓器的鐵芯需要9個人一片一片疊起來，工人勞動強度大，尺寸偏差控制也比較難，相對來說速度也比較慢。等該設(shè)備研制成功后，所需工人將從9人減少到2人，設(shè)備將集成傳感、反饋、計算、動作、測量、圖像識別等諸多功能，采用機械手、六軸機器人等，打造為一個新的生產(chǎn)制造系統(tǒng)。目前國內(nèi)還沒有這種設(shè)備，預(yù)計明年上半年有望研制成功。
通過持之以恒的科技創(chuàng)新，多年來，山東電力設(shè)備公司不斷攀登特高壓變壓器領(lǐng)域的技術(shù)高峰。研究解決了大容量變壓器漏磁控制、特高壓變壓器分體運輸現(xiàn)場組裝、換流變壓器網(wǎng)側(cè)750千伏端部直接出線等多個世界級難題，成功研制了世界首臺BKD-400000/1100145大容量特高壓并聯(lián)電抗器等多項處于國際領(lǐng)先水平的重大成果并在國內(nèi)外重點工程成功應(yīng)用，得到了國內(nèi)外專家的肯定。
如今的山東電力設(shè)備公司已擁有世界上單廠產(chǎn)能最大、工裝設(shè)備最先進、試驗?zāi)芰ψ顝姷碾姽ぱb備制造基地，成長為中國大型電工裝備骨干生產(chǎn)企業(yè)。
在工業(yè)強市大潮中，山東電力設(shè)備有限公司迎來了新的發(fā)展機遇，“變壓器智能制造試點示范”項目被列入濟南市智能制造試點示范項目。按照規(guī)劃，山東電力設(shè)備公司2022年將繼續(xù)深入開展絕緣件智能化加工生產(chǎn)線等智能化設(shè)備研發(fā)，逐步建立數(shù)字化車間；2023年將深入推進大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用，逐步建立企業(yè)智慧運營中心。2—3年內(nèi)，有望成為濟南的百億企業(yè)。?
它的雄心遠(yuǎn)不止于此。生產(chǎn)車間和辦公樓懸掛的條幅已然給出了答案—“建設(shè)國際一流的電力裝備制造商和系統(tǒng)服務(wù)商”“為建設(shè)國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)而奮斗”。
新黃河記者：黃敏
編輯：趙珊珊
